α-甘氨酸晶体的动态磁手性和磁电效应

摘要

利用变温直流磁化率测定,在外加磁场强度为±l T,磁场平行于晶体b轴,发现在301-302 K α-甘氨酸有动态磁手性相变.α-甘氨酸晶体的每个晶胞包含网个分子,属于具有中心对称结构的P21/n群,电荷中心对称,不导电.在晶体中,两层之间的N+(3)-H(8)…O(1)和N+(3)-H(8)…O(2)氢键,沿b轴相互交叉反向配对排列.在303 K用原子力显微镜可观察到α-甘氨酸晶体表面分子层与层间有规则的交叉螺旋排列.结合中子衍射确定相变机制为,在相变温度及外加磁场H=±l T时,α-甘氨陵中的N+(3)-H(8),电子自旋反转为(↑).因为N+(3)-H(8)…O(1)和N+(3)-H(8)…O(2)两反向氢键的强度和键角不同,由动态磁手性和磁电效应,产生电荷中心不对称,导致304 K附近的热电相变.